Plazma genellikle gazların bir alt kümesi olarak düşünülen bir madde halidir, ancak iki durum çok farklı davranır. Gazlar gibi, plazmalar sabit bir şekle veya hacme sahip değildir ve katı veya sıvılardan daha az yoğundur. Fakat sıradan gazlardan farklı olarak, plazmalar, elektronların bir kısmının veya tamamının soyulduğu ve pozitif yüklü çekirdeklerin, iyonlar adı verilen serbestçe dolaştığı atomlardan oluşur.
Buffalo Üniversitesi'nde fizik profesörü Xuedong Hu, “Bir gaz nötr moleküller ve atomlardan oluşuyor” dedi. Yani, negatif yüklü elektronların sayısı, pozitif yüklü protonların sayısına eşittir.
"Plazma, güçlü Coulomb [veya elektrostatik] etkileşimlere sahip yüklü bir gazdır," dedi Hu, Canlı Bilimi. Atomlar veya moleküller elektron kazandıklarında veya kaybederken pozitif veya negatif elektrik yükü alabilirler. Bu sürece iyonizasyon denir. Plazma güneşi ve yıldızları oluşturur ve evrendeki bir bütün olarak maddenin en yaygın halidir.
(Kan plazması, bu arada, tamamen farklı bir şey. Bu kanın sıvı kısmıdır. Amerikan Kızıl Haç'a göre yüzde 92 su ve kan hacminin yüzde 55'ini oluşturur.)
Nitrojen veya hidrojen sülfür gibi tipik bir gaz, sıfırın bir net yüküne sahip olan ve bir bütün olarak sıfır bir net yük olarak gaz hacmine sahip olan moleküllerden yapılır. Yüklü parçacıklardan yapılmış olan plazmalar, tüm hacimleri üzerinde net bir sıfır yüküne sahip olabilirler, fakat tek tek parçacıkların seviyesinde değildir. Bu, plazmadaki partiküller arasındaki elektrostatik kuvvetlerin yanı sıra manyetik alanların etkisinin de önemli olduğu anlamına gelir.
Yüklü parçacıklardan yapılmış olan plazmalar, elektrik iletmek gibi gazlar yapamazlar. Ve hareketli yükler manyetik alanlar oluşturduğundan, plazmalar da bunlara sahip olabilir.
Sıradan bir gazda, tüm parçacıklar kabaca aynı şekilde davranacaktır. Eğer bir kapta gazınız varsa ve oda sıcaklığına soğumaya bırakın, içerideki tüm moleküller ortalama olarak aynı hızda hareket edecekler ve eğer bir çok partikülün hızını ölçüyorsanız, Birçoğu ile ortalama ve sadece birkaç yavaş ya da hızlı hareket eden dağıtım eğrisi. Çünkü bir gazda, bilardo topları gibi moleküller birbirlerini vurur ve aralarında enerji aktarırlar.
Bu bir plazmada, özellikle elektrik veya manyetik alanda gerçekleşmez. Bir manyetik alan, örneğin çok hızlı parçacıkların bir popülasyonunu oluşturabilir. Çoğu plazmalar parçacıkların sıklıkla birbirleriyle çarpışması için yeterince yoğun değildir, bu nedenle manyetik ve elektrostatik etkileşimler daha önemli hale gelir.
Elektrostatik etkileşimlerden bahsetmek, çünkü bir plazmada bulunan partiküller - elektronlar ve iyonlar - elektrik ve manyetizma yoluyla etkileşim kurabilirler, bunu normal bir gazdan çok daha uzak mesafelerde yapabilirler. Bu da, bir plazmada neler olup bittiğini tartışırken dalgaların daha önemli hale geldiği anlamına gelir. Böyle bir dalgaya İsveçli fizikçi ve Nobel ödüllü Hannes Alfvén adını veren Alfvén dalgası denir. Bir Alfvén dalgası, bir plazmadaki manyetik alan bozulduğunda, alan çizgileri boyunca hareket eden bir dalga meydana geldiğinde meydana gelir. Bunun olağan gazlarda gerçek bir analogu yok. Alfvén dalgalarının güneş koronasının sıcaklığı - ayrıca bir plazma - sebebi milyonlarca derece olması, yüzeyde ise sadece binlerce olmasıdır.
Plazmanın bir başka özelliği ise manyetik alanların yerinde tutulabilmesidir. En füzyon gücü araştırması sadece bunu yapmaya odaklanmıştır. Füzyon şartlarını yaratmak için, çok sıcak bir plazmaya ihtiyaç vardır - milyonlarca derece. Hiçbir malzeme onu içeremeyeceğinden, bilim adamları ve mühendisler işi yapmak için manyetik alanlara yöneldiler.
Plazmaları hareket halinde gördüğünüz bir yer, bir floresan ampul veya neon işaretindedir. Bu durumlarda bir gaz (işaretler için neon) yüksek bir voltaja maruz kalır ve elektronlar ya gaz atomlarından ayrılır ya da daha yüksek enerji seviyelerine itilir. Ampul içindeki gaz iletken bir plazma olur. Önceki enerji seviyelerine geri dönen heyecanlı elektronlar fotonlar yayarlar - neon tabelada veya flüoresan lambasında gördüğümüz ışık.
Plazma TV'ler aynı şekilde çalışır. Bir gaz - genellikle argon, neon veya xenon - iki cam panel arasındaki sızdırmaz bir boşluk içine enjekte edilir. Bir elektrik akımı gazı geçirir ve bu da ışımaya neden olur. Plazma, eBay'e göre belirli renkleri vermek üzere bir araya gelen kırmızı, yeşil ve mavi fosforları harekete geçirir.
[Kardeş sitemiz, TopTenReviews, ayrıca tartışıyor plazma televizyonlar nasıl çalışır.]
Plazma için bir başka kullanım, bir elektrik akımı gazın iyonlaştırılması durumunda içlerindeki "yıldırım" ın renklerini üreten soy gaz karışımlarıyla dolu olan plazma küreleridir.
Plazmanın bir başka örneği, güneş özellikle aktif olduğunda direkleri çevreleyen ororalardır. Güneş rüzgarı, Dünya'nın manyetik alanını vuran yüklü parçacıkların (çoğunlukla protonlar) bir akışıdır. Yüklenen bu parçacıklar, manyetik alan çizgilerini takip eder ve havaya atomlarla çarpışıp, çoğaldıklarında, çoğunlukla oksijen ve nitrojeni hareket ettirdikleri kutuplara doğru hareket ederler. Bir neon işareti gibi, heyecanlı oksijen ve azot atomları ışık saçar.
Twitter'da WordsSideKick.com izleyin @wordssidekick. Ayrıca biz de Facebook & Google+.
Ek kaynaklar